JPH051993Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案は、複数の信号を入力条件として、モー
タにより制御対象の位置を制御するモーターアク
チユエータに関する。

従来技術 例えば、分割状態の冷凍室と冷蔵室とを備えた
冷蔵庫では、冷却器で冷却された冷気が冷凍室ま
たは冷蔵室の内部に送り込まれるようになつてい
る。そしてこの冷気の制御は、冷却器と冷凍室ま
たは冷蔵室とを結ぶ通路に設けたダンパーの開閉
によつて行われ、その開閉の駆動源としてモータ
ーアクチユエータが用いられている。このモータ
ーアクチユエータは、冷蔵室の温度を入力条件と
してオン・オフ動作をするほか、制御対象のダン
パーの開閉状態をも入力条件としている。

そして、上記駆動源は、ACモータであり、内
部に逆転防止機構を備えている。このため、AC
モータが起動時に1/2の確率で逆転することがあ
つても、上記逆転防止機構の作用によつて、瞬時
に正転方向に補正される。そしてこのACモータ
の回転は、カムおよびこれに対応するスイツチに
よつて、ACモータを停止させるための信号を発
生する。

このような構造のため、カムが回転によつてス
イツチを押し、その切り替わりによりACモータ
を停止させた後、このACモータを再起動すると
き、ACモータが一瞬に逆転し、それによつてス
イツチのオン・オフ状態が変化する場合がある。
このようにスイツチの切り替わりによつてACモ
ータをオン・オフさせたり、またACモータで駆
動されるダンパーなどの部材の位置を検出する場
合においては、上記瞬時的な逆転が誤動作の原因
となる。また、ACモータがスイツチの切り替わ
り時点で、瞬時に停止すると、スイツチがカムの
斜面に接し、中立状態で止まるため、動作が不安
定な状態となる。これもまた誤動作の原因となつ
ている。

考案の目的 したがつて、本考案の目的は、逆転防止機構付
きのACモータの起動時、すなわち逆転動作中の
誤動作を未然に防止し、この種のモーターアクチ
ユエータについて安定な動作特性を得ることであ
る。

考案の概要 そこで本考案は、少なくともスイツチ手段から
の信号をある一定の時間以上遅らせることによつ
て、スイツチを完全な切り替わり状態に設定した
後、モータを停止させるようにしている。したが
つてその後のモータの再起動時に、モータが一次
的に逆転しても、その回転方向の修正に必要な時
間中に、スイツチが不必要なオン・オフ動作を繰
り返さず、また不安定な状態にもならない。これ
によつてスイツチの不安定な状態や、制御手段の
誤動作が未然に防止できることになる。

考案の構成 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。

この実施例は、一例として冷凍冷蔵庫のモータ
ーアクチユエータ１を示している。

まず、第１図および第２図は、モーターアクチ
ユエータ１の機械的な構造部分を示している。制
御対象の被駆動部材すなわちダンパー２は、減速
機付きのACモータ３によつて駆動される関係に
ある。すなわち上記ダンパー２は、板状であり、
下端の支軸４によつてフレーム５に対し回動自在
に支持されており、その吹出口６の開閉を行う。

そして、上記ACモータ３は、起動時に逆転し
ても、瞬時に正転方向の回転に戻る機構を内蔵し
ており、フレーム５の側面に固定され、その出力
軸３ａでカム７およびその偏心ピン８を回転させ
る。ちなみに、このようないわゆる逆転防止機構
は、例えば実開昭56−106046号や実願昭57−
105170号などによつて、既に公知である。

このカム７は、中心角180度を境として外周の
カム面で高部と低部とを形成しており、その輪郭
によつてスイツチ９のオン・オフを制御する。こ
れらのカム７およびスイツチ９は、スイツチ手段
を構成しており、ダンパー２が閉のときに、スイ
ツチ９はオンで、ダンパー２が開のときに、スイ
ツチ９はオフとなる。また上記偏心ピン８は、ダ
ンパー２の側面に形成された溝１０の内部にあつ
て、その公転運動をダンパー２に揺動運動すなわ
ち開閉運動に変換して伝達する。

次に第３図は、冷蔵庫内の温度を検知し、その
温度条件に応じてモータ駆動用の外部信号Ａを発
生するための温度検知回路１１の回路を示してい
る。

電源回路１３は、交流電源１２に接続されてお
り、その出力側にサーミスタ１４、抵抗器１５，
１６、および可変抵抗器１７、抵抗器１８，１９
からなるブリツジ回路、このブリツジ回路のバラ
ンス電圧の変化を入力とするコンパレータ２０、
抵抗器２１，２２、およびコンデンサ２３が図示
のように順次接続されている。そしてそのコンデ
ンサ２３の一端および交流電源１２の一端がそれ
ぞれ電源端子２４，２５となつており、また、コ
ンデンサ２３の他端つまりコンパレータ２０の出
力側は、外部信号Ａの出力端子２６となつてい
る。

次に第４図は、上記ACモータ３の制御手段す
なわち制御回路２７を示している。

前記出力端子２６は、エクスクリユーシイブオ
ア回路２８の一方の入力端に接続されるととも
に、ノツト回路２９を経て、ナンド回路３０の一
方の入力端に、また直接ナンド回路３１の一方の
入力端にそれぞれ接続されている。

一方、前記電源端子２４は、直列接続のスイツ
チ９、抵抗器３３を経てアース３５に接続されて
おり、また前記スイツチ９の抵抗器３３側の一端
は、コンデンサ３６、抵抗器３７を経て、同様に
アース３５に、またコンデンサ３４、抵抗器３２
により電源端子２４に、それぞれ接続されてい
る。このスイツチ９は、オン・オフ動作により、
停止信号Ｂを発生する。そして上記コンデンサ３
４，３６の抵抗器３２，３７側の端子は、それぞ
れノツト回路３８を経てナンド回路３０の他方の
入力端に、また２つのノツト回路３９を経てナン
ド回路３１の他方の入力端にそれぞれ接続されて
いる。また、コンデンサ３４，３６の他端は、エ
クスクリユーシイブオア回路２８の他の入力端に
接続されている。これらのナンド回路３０，３１
の出力端は、それぞれナンド回路４０の入力端に
接続されており、またこのナンド回路４０の出力
端は、ノツト回路４０ａにより記憶手段としての
フリツプフロツプ４１のリセツト入力端に接続さ
れている。

一方、前記エクスクリユーシイブオア回路２８
の出力端は、微分用のコンデンサ４２を経て分岐
し、抵抗器４３によりアース３５に、またノツト
回路４４を経て、上記フリツプフロツプ４１のセ
ツト入力端にそれぞれ接続されている。そして、
このフリツプフロツプ４１の出力端は、ノツト回
路４５，抵抗器４６を経て分岐し、積分用のコン
デンサ４７を経てアース３５に、またノツト回路
４８、抵抗器４９を経てスイツチング用のトラン
ジスタ５０のベースに接続されている。ここで、
コンデンサ４７および抵抗器４６は、遅延手段６
５を構成している。この遅延手段６５は、本考案
の要部であり、駆動信号Ｃの伝達経路中にあつ
て、その信号の伝達に一定の遅延時間を付与す
る。遅延手段６５の遅延時間は、［カム７に連動
してスイツチ９の一方の切り替わり位置から他方
の切り替わり位置までの回転に必要な時間］＞［遅
延手段６５の遅延時間］＞［モータ３の回転方向の
修正に必要な時間］に設定されている。

このトランジスタ５０は、抵抗器５１とともに
トライアツク５２のゲートとアース３５との間に
直列に接続されている。このトライアツク５２
は、前記ACモータ３とともに、電源端子２４，
２５の間に直列に接続されている。

考案の作用 次に上記モーターアクチユエータ１の一連の作
用を説明する。

冷蔵庫内の温度制御すべき室内の設定温度は、
可変抵抗器１７の抵抗値を調整することによつて
設定でき、その設定温度に対応した基準電圧は、
コンパレータ２０の一方の入力端（＋）に印加さ
れる。

(1) 温度制御すべき室内の室内温度が設定温度よ
り上昇すると、すなわち温度条件が第一の状態
となると、サーミスタ１４の抵抗値が下がり、
コンパレータ２０の他方の入力端（−）の電圧
が上がり、一方の入力電圧、すなわち基準電圧
より高くなるので、コンパレータ２０の出力が
反転し、出力端子２６の外部信号Ａが“Ｈ”レ
ベルから“Ｌ”レベルに変化する。

このとき、被駆動部材すなわちダンパー２が
閉じておれば、つまり第一の位置にあれば、ス
イツチ９はオンとなつているから、スイツチ９
の入力信号つまり停止信号Ｂは、“Ｈ”レベル
で閉じておれば、つまり第一の位置にあれば、
スイツチ９はオンとなつているから、スイツチ
９の入力信号つまり停止信号Ｂは、“Ｈ”レベ
ルである。

したがつてエクスクリユーシイブオア回路２
８への入力は、両方とも“Ｈ”レベルの状態か
ら一方のみ“Ｌ”レベルに変化するため、エク
スクリユーシイブオア回路２８の出力は“Ｌ”
レベルから“Ｈ”レベルとなり、ノツト回路４
４を介してフリツプフロツプ４１のセツト入力
端には“Ｌ”レベルのパルスが入力される。こ
のため、フリツプフロツプ４１は、セツト状態
となり、その出力端に“Ｈ”レベルの信号が現
れる。この駆動信号Ｃは、ノツト回路４５に入
力され、遅延手段６５のコンデンサ４７によつ
て適当な遅れ時間を持たせられ、そしてノツト
回路４８を通して“Ｈ”レベルの信号に変換さ
れ、トランジスタ５０のベースに印加されてト
ランジスタ５０をオンにする。これによつてト
ライアツク５２が導通状態となるため、ACモ
ータ３が回転を始め、ダンパー２を開の状態ま
で回転させる。

ダンパー２が所定の角度開いた状態である開
状態になると、スイツチ９はオフとなるので、
スイツチ９による入力信号つまり停止信号Ｂ
は、“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化する。
したがつて、ノツト回路３８を経て入力される
ナンド回路３０の他方の入力端には“Ｈ”レベ
ル信号が入力され、また、２つのノツト回路３
９を経て入力されるナンド回路３１の他方の入
力端には“Ｌ”レベルの信号が入力される。

一方このとき、温度制御すべき室内の室内温
度は設定温度より高く、出力端子入力６の外部
信号Ａは“Ｌ”レベルとなつているから、ナン
ド回路３０の一方の入力端には“Ｈ”レベルの
信号が入力され、また、ナンド回路３１の一方
の入力端には“Ｌ”レベルの信号がそれぞれ入
力されている。

したがつて、ナンド回路３０には、両方とも
“Ｈ”レベル信号が入力されるので、その出力
は“Ｌ”レベルであり、ナンド回路３１には、
両方とも“Ｌ”レベルの信号が入力されるの
で、その出力は“Ｈ”レベルとなり、その結
果、ナンド回路４０からは“Ｈ”レベル信号が
出力され、ノツト回路５４を介して“Ｌ”レベ
ルの信号がフリツプフロツプ４１のリセツト入
力端に入力され、フリツプフロツプ４１がリセ
ツト状態となる。このため、トランジスタ５０
およびトライアツク５２は、コンデンサ４７に
よる適当な遅延ののち、ともにオフの状態とな
り、ACモータ３は停止する。

室内温度が設定温度より高い状態で、ダンパ
ー２が開いた状態では、スイツチ９はオフであ
るので停止信号Ｂは“Ｌ”レベルとなつてお
り、このため、室内温度が設定温度より低くな
つて、出力端子２６の外部信号Ａが“Ｈ”レベ
ルに変化するまでは、エクスクリユーシイブオ
ア回路２８からの出力は“Ｌ”レベルのままで
あり、フリツプフロツプ４１のセツト入力端に
“Ｌ”レベルのパルスは入力されず、フリツプ
フロツプ４１はセツトされない。したがつて、
ACモータ３は回転せず、ダンパー２はそのま
ま、すなわち開放状態を継続する。

(2) 次に、温度制御すべき室内の室内温度が設定
温度より下降すると、すなわち温度条件が第二
の状態となると、サーミスタ１４の抵抗値が上
がり、コンパレータ２０の他方の入力端（−）
の電圧が下がり、一方の入力電圧、すなわち基
準電圧より低くなると、コンパレータ２０の出
力が反転し、出力端子２６の外部信号Ａが
“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに変化する。

このとき、ダンパー２が開いておれば、つま
り第二の位置にあれば、スイツチ９はオフとな
つているから、スイツチ９の入力信号つまり停
止信号Ｂは、“Ｌ”レベルである。

したがつてエクスクリユーシイブオア回路２
８への入力は、両方とも“Ｌ”レベルの状態か
ら一方のみ“Ｈ”レベルに変化するから、エク
スクリユーシイブオア回路２８の出力は“Ｈ”
レベルとなり、ノツト回路４４を介してフリツ
プフロツプ４１のセツト入力端には“Ｌ”レベ
ルのパルスが入力される。このため、フリツプ
フロツプ４１は、セツト状態となり、トランジ
スタ５０をオンにする。これによつてトライア
ツク５２が導通状態となるため、ACモータ３
が回転を始め、ダンパー２を閉の状態まで回転
させる。

ダンパー２が閉状態になると、スイツチ９
は、オンとなるので、スイツチ９による入力信
号つまり停止信号Ｂは、“Ｌ”レベルから“Ｈ”
レベルに変化する。したがつて、ノツト回路３
８を経て入力されるナンド回路３０の他方の入
力端には“Ｌ”レベル信号が入力され、また、
２つのノツト回路３９を経て入力されるナンド
回路３１の他方の入力端には“Ｈ”レベルの信
号が入力される。

一方このとき、温度制御すべき室内の室内温
度は設定温度より低く、すなわち温度条件は第
二の状態であるから、出力端子２６の外部信号
Ａは“Ｈ”レベルとなつており、ナンド回路３
０の一方の入力端には“Ｌ”レベルの信号が入
力され、また、ナンド回路３１の一方の入力端
には“Ｈ”レベルの信号がそれぞれ入力されて
いる。

したがつて、ナンド回路３０には両方とも
“Ｌ”レベル信号が入力されるので、その出力
は“Ｈ”レベルであり、ナンド回路３１には両
方とも“Ｈ”レベルの信号が入力されるので、
その出力は“Ｌ”レベルとなり、その結果、ナ
ンド回路４０からは“Ｈ”レベル信号が出力さ
れ、ノツト回路４０ａを介して“Ｌ”レベルの
信号がフリツプフロツプ４１のリセツト入力端
に入力され、トランジスタ５０およびトライア
ツク５２は、コンデンサ４７による適当な遅延
ののち、ともにオフの状態となり、ACモータ
３は停止する。

室内温度が設定温度より低い状態で、ダンパ
ー２が閉じた状態では、スイツチ９はオンであ
るので停止信号Ｂは“Ｈ”レベルとなつてお
り、このため、室内温度が設定温度より高くな
つて、出力端子２６の外部信号Ａが“Ｌ”レベ
ルに変化するまでは、エクスクリユーシイブオ
ア回路２８からの出力は“Ｌ”レベルのままで
あり、フリツプフロツプ４１のセツト入力端に
“Ｌ”レベルのパルスは入力されず、フリツプ
フロツプ４１はセツトされない。したがつて、
ACモータ３は回転せず、ダンパー２はそのま
ま、すなわち閉状態を継続する。

(3) さて、室内が設定温度より低いある温度にあ
るとき、可変抵抗器１７を調節して設定温度を
下げた場合には、コンパレータ２０の一方の入
力の電圧が次第に下がり、サーミスタ１４から
の入力電圧よりも低下すると、コンパレータ２
０の出力は、“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに
変化する。このとき、ダンパー２が閉じておれ
ば、既に述べた(1)の場合と同様の動作となるか
ら、ダンパー２は開の状態になる。またダンパ
ー２が開いておれば、フリツプフロツプ４１が
セツトされないためダンパー２は開いたままと
なる。

(4) また、室内温度が設定温度より高いある温度
にあるとき、可変抵抗器１７を調節して設定温
度を上げた場合には、コンパレータ２０の一方
の入力電圧が次第に上昇し、サーミスタ１４の
側の入力レベルよりも上がると、コンパレータ
２０の入力は、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベル
となる。

このとき、ダンパー２が開いておればフリツ
プフロツプ４１がセツトされ、ACモータ３は、
ダンパー２を閉じる方向に駆動する。またダン
パー２が閉じておれば、フリツプフロツプ４１
は、セツトされず、したがつてダンパー２は、
開放状態のままとなつている。

このように、室内の温度が設定値に対し高く
なつたとき、または低くなつたときを、コンパ
レータ２０の出力の立ち上がりまたは立ち上が
りによつて検出し、ACモータ３のオン・オフ
状態を制御する。一方、ダンパー２の開閉位置
をカム７とスイツチ９により電気信号すなわち
停止信号Ｂに変化し、ダンパー２が開から閉に
変化したとき、または閉から開に変わつたとき
をスイツチ９の出力によつて検出し、ACモー
タ３の停止を制御するようにしている。

考案の他の実施例 次に第５図は、制御回路２７の他の実施例を示
している。温度検知回路１１の出力端子２６は、
ノツト回路５３，５４を経て分岐し、直接ナンド
回路５５の一方の入力端に、またノツト回路５６
により他方のナンド回路５７の一方の入力端に接
続されている。そしてこのナンド回路５５，５７
の出力端は、それぞれフリツプフロツプ５８のセ
ツト入力端、リセツト入力端にそれぞれ接続され
ている。なお、ノツト回路５４の出力端は、抵抗
器５９によつてノツト回路５３の入力端にも接続
されている。そして電源端子２４とアース３５と
の間にスイツチ９および抵抗器３３が直列に接続
されている。上記のフリツプフロツプ５８の出力
端およびスイツチ９と抵抗器３３との接続点は、
それぞれエクスクリユーシイブオアゲート６０の
入力端に接続されている。このエクスクリユーシ
イブオアゲート６０の出力端は、遅延手段６５と
しての抵抗器６１を経て分岐し、積分用のコンデ
ンサ６２によりアース３５に接続され、またノツ
ト回路６３，６４を経て、前記回路と同様に、抵
抗器４９によつてトランジスタ５０のベースに接
続されている。またこのノツト回路６３の出力端
は、ナンド回路５５，５７の他方の入力端にも接
続されている。

この実施例では、スイツチ９からの停止信号Ｂ
レベルがエクスクリユーシイブオアゲート６０の
一方の入力信号のみとなつていることと対応し、
フリツプフロツプ５８の入力条件が温度検知回路
１１の出力信号のほか、スイツチ９の開閉状態と
フリツプフロツプ５８のセツトまたはリセツト条
件によつて決定されるノツト回路６３の出力のフ
リツプフロツプ５８の入力条件となつている。こ
の制御回路２７でも、前記とまつたく同様の機能
が得られる。

さらに、以上に実施例は、いずれも論理回路に
よつて必要な条件を設定しているが、このような
制御回路２７の機能は、第６図に示すようにマイ
クロコンピユータ６６の制御機能を利用すること
によつて実現できる。この場合、遅延時間は、マ
イクロコンピユータ６６の内部でプログラム的に
設定される。

さらに、上記実施例は、遅延手段６５を時定数
回路によつて構成しているが、この遅延手段６５
は、第７図および第８図に例示するように、フリ
ツプフロツプ４１またはエクスクリユーシイブオ
ア回路６０の出力つまり駆動信号Ｃを入力した時
点から、カウンタ６７によつて基準発振信号Ｄ１
または交流信号Ｄ２の周波数を計数し、ある一定
の遅れ時間と対応する計数値になつたときに、そ
の駆動信号Ｃを出すように構成してもよい。

そして、前述のいずれの実施例でも、遅延手段
６５は、フリツプフロツプ４１，５８の後段に設
けられているが、それの設置位置は、フリツプフ
ロツプ４１，５８の入力側、つまり外部信号Ａお
よび停止信号Ｂの伝達経路の途中に、あるいは少
なくとも停止信号Ｂの伝達経路の適当な位置にの
み介在させてもよい。

なお、上述の実施例は、スイツチ９をカム７と
の関連で開閉させているが、このようなスイツチ
９は、光スイツチ、その他の近接スイツチなどで
構成することもできる。

そして、本考案の制御対象は、冷蔵庫に限定さ
れず、例えばカークーラーのダンパー制御にも利
用でき、また駆動前提となる外部信号Ａは、温度
に限らず、例えば霜の量などを検知するときにも
利用できる。

考案の効果 本考案では、制御手段中に遅延手段が設けられ
ており、少なくとも停止信号がスイツチのオン・
オフ時点から一定の遅れ時間だけ遅れるから、ス
イツチ手段のオンまたはオフ後上記遅れ時間の経
過後にモータが初めて停止するから、その後にモ
ータが起動するとき、たとえ逆転したとしても、
それによつてスイツチのオン・オフ状態が変化せ
ず、したがつて誤動作が未然に防止できる。また
スイツチ手段がオンまたはオフに変化した後、あ
る一定の遅れ時間だけモータが回転し続けるか
ら、スイツチが確実にオンまたはオフの状態とな
り、スイツチの中立状態での不安定な停止がなく
なり、したがつて動作が安定化する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のモーターアクチユエータの機
械的部分の斜面図、第２図は被駆動部材とカムと
の関連を示す側面図、第３図は温度検知回路の回
図、第４図は制御回路の回路図、第５図ないし第
８図は他の制御回路の回路図である。 １……モーターアクチユエータ、２……被駆動
部材としてダンパー、３……ACモータ、７……
カム、９……スイツチ、１１……温度検知回路、
１４……サーミスタ、１７……可変抵抗器、２０
……コンパレータ、２７……制御回路、２８……
エクスクリユーシイブオア回路、４１……フリツ
プフロツプ、５０……スイツチング用のトランジ
スタ、５２……トライアツク、６５……遅延手
段、４７，６２……コンデンサ、６６……マイク
ロコンピユータ、６７……カウンタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 被駆動部材を操作すると共に逆転防止機構を有
   しこれによつて逆転起動したときに正転方向に修
   正されるモータ３と、 このモータ３により駆動されると共に高部と低
   部とが形成されたカム面を有するカム７と、 上記被駆動部材の異なる動作位置に対応して上
   記カム面に摺動して上記高部と低部との間を移行
   するときに停止信号を発生するスイツチ９と、 モータ駆動用の外部信号と上記スイツチ９から
   の停止信号との入力に基づいて上記モータ３を回
   転制御するための駆動信号を出力する制御手段２
   ７，６６，６７とを備え、 上記制御手段２７，６６，６７の駆動信号の伝
   達経路に遅延手段６５を設け、この遅延手段６５
   の遅延時間を［カム７上でスイツチ９の一方の切
   り替わり位置から他方の切り替わり位置までの回
   転に必要な時間］＞［遅延手段６５の遅延時間］＞
   ［モータ３の回転方向の修正に必要な時間］に設
   定したことを特徴とするモーターアクチユエータ
   １。